在控制工程課程教學(xué)中建立慕課網(wǎng)絡(luò)平臺的應(yīng)用與展望

鄭雪飛　歐陽八生　鄧 健

南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院　湖南衡陽　421001

在控制工程課程教學(xué)中建立慕課網(wǎng)絡(luò)平臺的應(yīng)用與展望

鄭雪飛歐陽八生鄧 健

南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院湖南衡陽421001

針對控制工程課程傳統(tǒng)教學(xué)方法中出現(xiàn)的不足，通過實(shí)例設(shè)計(jì)分析每個(gè)章節(jié)在慕課中是如何設(shè)計(jì)的，體現(xiàn)了慕課課程的優(yōu)勢。分析慕課在教學(xué)環(huán)節(jié)的作用，既發(fā)揮了教師的主體作用，又促進(jìn)了學(xué)習(xí)過程中師生的交流，激發(fā)了學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足。

慕課；控制工程；傳統(tǒng)教學(xué)

控制工程是機(jī)械專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課。它以控制論為理論基礎(chǔ)，涉及的先修課程較多，包含大量的抽象概念，如頻率特性等，需要結(jié)合實(shí)例進(jìn)行深入講解。傳統(tǒng)授課方法是：課堂上以教師教授為主，學(xué)生接受知識[1]。

1　控制工程課程傳統(tǒng)教學(xué)模式中出現(xiàn)的問題

1.1學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中主體作用沒有發(fā)揮

教師在課程中擔(dān)當(dāng)?shù)氖莻魇谥R的角色，沒有很好發(fā)揮學(xué)生在這門課程的主體作用，由于控制工程這門課程章節(jié)和內(nèi)容較多，總課時(shí)量 40學(xué)時(shí)左右，每周安排4學(xué)時(shí)，時(shí)間緊湊，在遇到難點(diǎn)問題時(shí)，學(xué)生很少有時(shí)間問問題，師生之間缺乏溝通和交流。學(xué)生一般只學(xué)會運(yùn)用教師傳授的方法作答，遇到同類型題目有時(shí)做不出，每節(jié)課的內(nèi)容學(xué)習(xí)不到位，導(dǎo)致學(xué)習(xí)興趣逐漸減少。

1.2師生之間的交流機(jī)會比較少

由于課程所涉及的先修課程比較多，每一章的重點(diǎn)和難點(diǎn)多，而課程一般安排在大三上半學(xué)期，與其他專業(yè)課程一起，難度大，時(shí)間緊湊，學(xué)生學(xué)習(xí)壓力大，課下復(fù)習(xí)時(shí)間偏少，受到時(shí)間和地域的限制。學(xué)生很難利用課余時(shí)間，在短時(shí)間內(nèi)跟上課程的安排進(jìn)度，師生之間的交流也因?yàn)闀r(shí)間的限制受到影響。

2　慕課在控制工程課程教學(xué)中的應(yīng)用設(shè)計(jì)

慕課(簡稱MOOC)是新近涌現(xiàn)出來的一種在線課程開發(fā)模式[2]。它整合了書本知識，并且可以根據(jù)課程的教學(xué)要求和內(nèi)容，自主開發(fā)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，建立學(xué)生學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)，另外還能利用其他開放網(wǎng)絡(luò)資源促進(jìn)課程的開發(fā)[3]。

傳統(tǒng)的教學(xué)方法已經(jīng)難以達(dá)到良好的教學(xué)效果，下面將以本課程中，系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型這一章為例[4]，設(shè)計(jì)相應(yīng)的慕課課程。首先確定本周內(nèi)容和目標(biāo)以及學(xué)習(xí)指南，例如要求學(xué)生掌握拉普拉斯變換及其性質(zhì),掌握系統(tǒng)微分方程式的建立，熟悉傳遞函數(shù)的概念及其求法等。第二步將其分解為多個(gè)知識點(diǎn)，分別為系統(tǒng)的微分方程，系統(tǒng)的拉普拉斯變換，拉普拉斯反變換的數(shù)學(xué)方法；系統(tǒng)的傳遞函數(shù)，相似理論，考慮擾動(dòng)的反饋控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。第三步，列出各個(gè)知識點(diǎn)主要內(nèi)容。從第四步開始將根據(jù)本章教學(xué)目標(biāo)以及學(xué)習(xí)指南針，對上述知識點(diǎn)，制作網(wǎng)上資源。第四步確定視頻錄制形式，由于本章內(nèi)容涉及的理論知識比較多，所以利用手寫與PPT錄屏方法，將上述知識點(diǎn)制作成錄像，每個(gè)10分鐘左右。第五步確定在線學(xué)習(xí)資源，上傳錄制好的視頻和相關(guān)知識點(diǎn)的外部網(wǎng)站鏈接，以及其他課外學(xué)習(xí)資源。第六步確定在線學(xué)習(xí)活動(dòng)，包括針對各個(gè)知識點(diǎn)開展的在線活動(dòng)，如虛擬實(shí)驗(yàn)：測量典型時(shí)間函數(shù)。第七步網(wǎng)上評價(jià)包括網(wǎng)上布置習(xí)題，確定習(xí)題類型、數(shù)量及提交次數(shù)、分?jǐn)?shù)等，讓學(xué)生在線完成各個(gè)知識點(diǎn)的復(fù)習(xí)題目的測試，并且可以及時(shí)看到正確答案和最終成績，最后設(shè)定截止日期即完成每個(gè)知識點(diǎn)的在線學(xué)習(xí)任務(wù)的截止日期。

3　慕課在控制工程課程教學(xué)中的優(yōu)勢

通過慕課在控制工程課程第二章《系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型應(yīng)用》設(shè)計(jì)過程，可以發(fā)現(xiàn)慕課有如下優(yōu)勢。

3.1克服了時(shí)間和地域的限制學(xué)生可以隨時(shí)學(xué)習(xí)

慕課強(qiáng)調(diào)人機(jī)交互的學(xué)習(xí)模式，課堂上學(xué)生由于沒有預(yù)習(xí)或者其他原因造成的沒有學(xué)好的部分，課下可以通過慕課網(wǎng)絡(luò)平臺，學(xué)習(xí)視頻，及時(shí)補(bǔ)習(xí)課程，不受時(shí)間和地域的限制。并且通過每個(gè)知識點(diǎn)的網(wǎng)上習(xí)題，鞏固這一知識點(diǎn)內(nèi)容。另外慕課課程的每一章節(jié)的內(nèi)容經(jīng)過細(xì)化，學(xué)生更容易深入學(xué)習(xí)，把握重點(diǎn)和難點(diǎn)。

3.2學(xué)生在慕課學(xué)習(xí)過程中能發(fā)揮的主體作用

由于慕課的視頻制作與傳統(tǒng)教學(xué)不一樣，它是將一門課程按章節(jié)分解，又以知識點(diǎn)為基礎(chǔ)進(jìn)行編制的，所以錄制時(shí)間通常控制在10分鐘左右，這樣學(xué)生可以有針對性地選擇自己在課上沒有學(xué)好的部分，重新學(xué)習(xí)，學(xué)生有自主選擇的過程，可以根據(jù)知識點(diǎn)去選擇視頻和在線活動(dòng)。此外在制作視頻的過程中，可以利用各種動(dòng)畫制作手段，內(nèi)容更加直觀和生動(dòng)，能增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.3師生之間、學(xué)生之間的交流增多

學(xué)生能及時(shí)通過慕課課程的習(xí)題，與教師交流。學(xué)生之間可以結(jié)成學(xué)習(xí)小組進(jìn)行在線活動(dòng)，如虛擬實(shí)驗(yàn)：測量典型時(shí)間函數(shù)。教師可以在線指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生之間可以相互學(xué)習(xí)，相互討論，共同學(xué)習(xí)，大大提高每位學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，在短時(shí)間內(nèi)鞏固了知識。教師也通過指導(dǎo)，了解了同學(xué)的學(xué)習(xí)情況，增強(qiáng)了師生的交流，便于安排進(jìn)一步的教學(xué)內(nèi)容。

4　總結(jié)和展望

通過慕課在控制工程課程第二章的應(yīng)用設(shè)計(jì)舉例，可以發(fā)現(xiàn)慕課，發(fā)揮了教師和學(xué)生的雙主體作用，激發(fā)學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)方法的不足，在未來的教學(xué)過程中將會有更多的應(yīng)用，對于同類型的專業(yè)課程的學(xué)習(xí)將會有很大的幫助[5]。

[1] 師會超,梁永政.控制工程基礎(chǔ)課程教學(xué)改革與實(shí)踐[J].機(jī)械管理開發(fā),2010(5)164-167

[2] 陸賽茜.慕課的發(fā)展現(xiàn)狀與前景[J].新媒體與社會:第八輯,2014(7):309-315.

[3] 何國平,楊云帆,陳嘉,王媛媛,王瑤.“慕課”在護(hù)理教學(xué)中的應(yīng)用與展望[J].中華護(hù)理雜志,2014(9):1095-1098.

[4] 楊叔子,楊克沖.機(jī)械工程控制基礎(chǔ)[M].第六版.武漢:華中科技大學(xué)出版社,2016:29-35.

[5] 鐘亞妮.美英兩國慕課的發(fā)展與展望[J].世界教育信息,2014(2):20-23.

Application and Prospect of the Network Platform of MOOCs in the Teaching of Control Engineering Course

Zheng Xuefei, Ouyang Basheng, Deng Jian
School of Mechanical Engineering, South China University, Hengyang, 421001, China

This paper aiming at resolving the defciency of the traditional teaching method of " control engineering"class . Itrefects the advantages of MOOCs course through an example of the design and analysis of a chapter in the course of the MOOCs . Analysis of MOOCs in the role of teaching, not only teachers play important role, but also to promote the communication between teachers and students in learning. It stimulates the initiative and creativity of students and avoids the shortcomings of traditional teaching methods.

MOOCs; control engineering; traditional teaching

2016-03-23

鄭雪飛，碩士，講師。

湖南省教改項(xiàng)目(湘教通〔2014〕247號)：機(jī)械類卓越計(jì)劃實(shí)施專業(yè)企業(yè)學(xué)習(xí)階段的重點(diǎn)難點(diǎn)問題研究。